Feb 16, 2014

生命是很恶心的(I)——线粒体

如果你觉得让马和驴交配生个骡子很恶心,在看完我下面的高度scientific的文字后,你也会觉得生小孩是件很恶心的事情。因为我们身上的每个细胞,甚至DNA中的Transposable Element都充满了胡乱杂交的产物。让我吃惊的是,地球人居然能毫无顾忌的继续世代繁衍下去。

吾辈,真核生物(eukaryotics)也. 在真核生物( 我们,禽兽,草木和菌菇)的细胞中,有种细胞器(organelle)叫做线粒体(mitochondrion, 复数mitochondria, 希腊文 线 + 粒 之意),它能把葡萄糖(glucose),丙酮酸(pyruvic acid)还有其他东东变成ATP使得我们的细胞具有能量. 但是,这个东西如何来的,就很恶心了。

同其他动物细胞器不同,线粒体具有自己的DNA(mtDNA)——虽然真核生物的DNA主要在细胞核当中。线粒体中DNA编码蛋白质的方式和细胞核DNA的编码方式不同。人类的mtDNA奇葩地形成一个环,但是,核DNA不是如此。虽然我们的核DNA分别来自父母,但是mtDNA只来自母亲。科学家据此发现地球人全有一个共同的母亲——当然,他们更好事的研究了男人的Y染色体,发现地球人还有一个共同的父亲。科学家按照圣经传说,把这太奶奶和太爷爷叫做Mitochondrial Eve (线粒体夏娃) and Y-chromosomal Adam(Y-染色体亚当).

也就是说,不论你找谁做老婆,你都在找你妹!

最恶心之处还不在于此,线粒体之所以遗传机制和细胞核不同,因为他起初根本就不是真核细胞中的。强大的证据表明,很久很久以前,一个原始的真核细胞捕获或寄生了一个能氧化产能的变形菌(proteobacterium, 复数proteobacteria),然后所有真核生物的祖先就诞生了!这就是我们的老祖宗! Wikipedia英文版如此形容这个恶心的结果:“either prey or parasite!”

这个学说叫做内共生学说(endosymbotic theory), 其证据是如此强大,今天那些寄生了我们祖宗的变形菌还活在世上,比如立克次体(Rickettsiales)SAR11分支的细菌,被科学家拿来和我们的线粒体对比。幸好他们没死,否则人类起源只能靠科幻片了。

想想肚里长条蛔虫是多么恶心的事,要是每个细胞里都寄生几个叫线粒体的细菌,那才是更恶心的。而我们,连同我们每天吃的青菜,萝卜,蘑菇,鸡鸭,牛羊, 大米,小麦,etc., 都是这种恶心的东西! 所以,每天我在食堂,都要调到102频道,用英文字幕看Deutsch Welle(德国之声)才能吃下饭。

于是,这种寄生在我们细胞中的立克次体,就通过我们的某些冲动,一代一代的寄生在我们欢喜的子女体内,艾滋病也达不到这样的传播率啊。

为何我们如此恶心,如此丑陋,我们还要生小孩呢? 且听下下下下下回分解。

References:

1. Endosymbotic theory (内共生学说): http://en.wikipedia.org/wiki/Endosymbiotic_theory
2. Mitochondrial DNA (线粒体DNA): http://en.wikipedia.org/wiki/Mitochondrial_DNA
3. Mitochondrial Eve (线粒体夏娃): http://en.wikipedia.org/wiki/Mitochondrial_Eve